SmartPath. Die Wirtschaftlichkeit von Cooperative Control. Protokolle sind kostenlos. LWN602HAE LWN602AE

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1 SmartPath Die Wirtschaftlichkeit von Cooperative Control Protokolle sind kostenlos LWN602HAE LWN602AE

2 Inhalt Einführung... 3 Cooperative Control... Wirtschaftliche Nachteile Controller-basierter WLAN-Architekturen Wirtschaftliche Vorzüge einer WLAN-Architektur mit Cooperative Control... 6 Einsatzbeispiele... 9 Zusammenfassung

3 Cooperative Control: Protokolle sind frei Einführung Gemeinhin wird heute die Controller-basierte Architektur, gelegentlich auch die Split-MAC- Architektur als der De-facto-Standard in der WLAN-Technologie angesehen. Sie nutzt einen oder mehrere Controller sowie Controller-basierte (lightweight oder thin) Access Points (APs). Diese Controller-basierte Architektur wurde entwickelt, um Probleme des Managements, der Mobility (im Gegensatz zu Portabilität), der Unzulänglichkeiten auf der Steuerungsebene und hoher Betriebsausgaben zu lösen, die in autonomen (fat, thick oder standalone) AP-Installationen zuvor weit verbreitet waren. Wi-Fi functions are divided between the controller and AP Bild 1: Controller-basierte Architektur (Controller & Controller-basierte APs) Obwohl die Controller-basierte Architektur einige Aufgaben des Managements, der Mobility sowie der Steuerungsebene löste, schaffte sie gleichzeitig eine Reihe neuer Problemstellungen wie etwa: - Höhere Investitionskosten (CAPEX) aufgrund zusätzlicher Hardware und Lizenzen, vor allem wenn Redundanz notwendig war - Engpässe bei der Bandbreite, insbesondere bei n Installationen Zusätzliche Latenz und Jitter aufgrund von Traffic zurückweisungen am Controller, besonders beim Controller-basierten Filtering Die Entwicklung Controller-basierter Architekturen war eine Übergangslösung zur Behebung einiger WiFI-Probleme. SmartPath ist demgegenüber zur ursprünglichen Idee zurückgekehrt und hat das originäre Konzept grundlegend verbessert. Wir nennen dies Cooperative Control. Anstatt eine weitere Lösung auf Basis einer Architektur zu entwickeln, die kostspielige zentralisierte Managementund Kontrollplattformen erfordert, hat SmartPath die ursprüngliche Absicht der Designer des Standards weiterverfolgt und die Technology zur Reife gebracht. Die Inter-AP-Protokolle können nun die gleichen Funktionen ausführen wie zentralisierte Controller, nur ohne: - Die hohen Kosten für Primär- und Redundanz-Controller sowie Controller in Zweigstellen - Die hohen Kosten für APs sowie Lizenzen - Die hohen Kosten für Racks, Energieversorgung, Kühlung und Controller-Support - Die Anpassung des Netzwerks an eine Overlay- WiFi-Infrastruktur - Zentrale Komponenten und damit Single-Point-of-Failures. - Breitbandige Ethernet-Switch-Ports im Kernnetz zur Anbindung von Controllern - Lange Lernphasen für Administratoren und Netzwerk-Ingenieure - Übertragungsengpässe und Verzögerungen - Probleme bei der Servicequalität (QoS) auf Layer-2 und Layer-3 Inter AP Protokolle sind frei verfügbar, Controller allerdings nicht. Das führt zu einer signifikanten Senkung der Investitionskosten in einem Markt, in dem alle APs der Enterprise-Klasse preislich mehr oder weniger identisch sind. Bei hoch verfügbaren Netzwerken, in denen die Controller redundant ausgelegt werden müssen, sind die Einsparungen sogar noch deutlicher. 3

4 Access Points verfügen wie Ethernet-Switche und Router über eigene Rechenleistung. Warum sollte diese verteilte Rechenleistung nicht wie in einem kabelgestützten Netzwerk verwendet werden in dem Protokolle benutzt werden um einen verteilten Datenfluss zu ermöglichen. Die SmartPath Cooperative Control Protokolle erbringen die Aufgabe des Controllers und ermöglichen somit den APs ihre eigene Forwarding Entscheidung zu treffen in Kooperation mit den anderen APs. Durch diese Architektur erübrigt sich die Einführung einer Controller-basierten Overlay-Infrastruktur im Netzwerk was nicht nur einen erheblich geringeren Planungsaufwand, sondern auch geringere Anschaffungs- und Betriebskosten nach sich zieht. Cooperative Control Cooperative Control von SmartPath ist eine Suite von Protokollen, über die Gruppen von APs zusammenarbeiten, die Hives ( Schwärme ) genannt werden. APs innerhalb eines Schwarms sind SmartPath APs. Ein Hive kann so klein oder so groß sein wie notwendig und passt sich dynamisch an die Erfordernisse von Zweigstellen, kleinen und mittleren Unternehmen sowie großen Organisationen an. Die Cooperative-Control-Protokolle verwalten Funktionen wie schnelles und sicheres Layer-2- sowie Layer-3-Roaming, koordiniertes RF-Management, WiFi-Security, Load-Balancing, Mesh- Networking und Hochverfügbarkeit. Die SmartPath APs werden zentral über ein Wireless Network Management System (WNMS), dem SmartPath Enterprise Management System (EMS), konfiguriert. Das SmartPath Enterprise Management System (EMS) ist als virtuelle Appliance oder als Softwareas a Service (SaaS) verfügbar. Das SmartPath EMS wird für die Konfiguration und die Bereitstellung von Statistiken genutzt, beeinflusst aber nicht den kontinuierlichen Betrieb. In Bild 2 werden die wesentlichen Bausteine der Cooperative-Control-Architektur von SmartPath illustriert. Hive-2 SmartPath Enterprise Management Hive-1 (group of APs) Inter-AP Protocols Hive-3 Bild 2: Wesentliche Bausteine von Cooperative Control 4

5 Cooperative Control: Protokolle sind frei Wirtschaftliche Nachteile Controller-basierter WLAN-Architekturen Bei der Einführung Controller-basierte Architekturen erwartete man dass die Zusatzkosten für WLAN Controller durch einen günstigeren Preis für die sogenannten Thin-APs teilweise wieder aufgewogen werden. Allerdings konnte sich diese Erwartung in der Praxis nicht bestätigen. Auch bei aktuellen Controller-basierten Lösungen wird ein erheblicher Anteil der Rechenleistung auf dem AP erledigt. Aufgrund dessen werden diese meist mit den gleichen Chipsets und Komponenten ausgestattet wie autonome APs. Als Ergebnis davon haben sich Controller-basierte Lösungen in der Praxis als erheblich teurer erwiesen als eine Lösung basierend auf autonomen APs. Die Art und Weise, Frames an zwei Orten zu bearbeiten, teilweise in den APs und teilweise in den Controllern hat sich als extrem hardwarelastig erwiesen. Im Gegensatz dazu werden in der Cooparative Control Architektur alle Forwarding Entschedungen im AP und alle Kontrollentscheidungen in Protokollen getroffen, die kostenlos zur Verfügung stehen. Kostenunterschiede Redundanz Die Kosten für Controller-basierte Installationen variieren erheblich abhängig erstens von der Größe des Controllers und zweitens davon, bis zu welchem Grad der Controller bis zur maximalen AP-Kapazität ausgelastet werden soll. Die Kapazitäten der Controller stimmen selten mit den tatsächlichen Netzwerktopologien überein. Als Ergebnis davon treffen die echten Installationen in der Praxis selten das wirtschaftliche Optimum, weil Unternehmenskunden meistenteils ein Übermass an Controllerkapazität installieren. Designbedingt ist der Controller das Gehirn eines Controller-basierten Netzwerks. In vielen Installationen führt dies im Falle eines Controllerproblems dazu, dass die Access Points entweder gar nicht mehr oder mit extrem reduzierter Leistung arbeiten. Deshalb wird in kritischen Umgebungen der Einsatz redundanter Controller empfohlen. Controller-Redundanz führt sowohl in Master-/Local- Konfigurationen als auch in Cluster Konfigurationen zu einer verbesserten Netzwerkverfügbarkeit, aber eben auch zu höheren Gesamtkosten. Kleine Installationen Kleine Standorte benötigen lediglich einige wenige APs, manchmal sogar nur einen einzigen Access Point für die Funkabdeckung. Wenn in einer derartigen Umgebung ein Controller eingesetzt wird, dann kann dies leicht zu einer Verdoppelung der Hardwarekosten führen. Werden zusätlich noch Lizenzkosten für Zusatzfunktionen fällig, kann die Controller-basierte Architektur ungemein teuer werden. Wenn eine Organisation über Hunderte oder Tausende von Zweigstellen verfügt, wie etwa bei grossen Handelsketten, dann kann der Verzicht auf Controller-Hardware und Lizenzgebühren die Gesamtkosten schnell auf einen Bruchteil des Controller-basierten Modells reduzieren. Kleine unabhängige Installationen können über das SmartPath EMS Cloud-Based gemanaged werden. Damit steht auch für derartige Umgebungen ein vollwertiges und gleichzeitig kostengünstiges Management zur Verfügung. Verteilte Controller In kritischen Umgebungen mit hoher Kapazität werden oftmals kleinere Controller nahe am Access- Layer des Netzwerkes eingesetzt, um Performance- und Kontrollprobleme durch das Backhauling des gesamten Traffics zu einem zentralen Controller abzuschwächen. Dies reduziert Jitter und Latenz der Wi-Fi-Infrastruktur, indem die Zahl der Schritte vermindert wird, die der Datenverkehr absolvieren muss. Das bedeutet auch, dass Kontrollentscheidungen wie etwa QoS näher an den Rand des Netzwerkes verlagert werden. Die Reduktion von Latenz und Jitter bei gleichzeitiger Erhöhung der Effizienz von QoS sichert eine bessere Performance von Netzwerk und Anwendungen. Auch wenn dies den Betrieb der Controller-basierten Architektur in unternehmenskritischen Umgebungen verbessert, so 5

6 führt dies gleichzeitig dazu, dass eine größere Zahl von Controllern beschafft, lizenziert und installiert werden muss. Dies erhöht signifikant die Kosten für Controllerbasierte Architekturen. Das verteilte Konzept der SmartPath Cooperative Control Architektur erfüllt die gleichen Aufgaben ohne zusätzliche Ausgaben und führt damit zu signifikant reduzierten Gesamtkosten bei gleichen Anforderungen. Austausch und Upgrades von Controllern Wenn ein Unternehmen neue Anwendungen wie etwa Voice-over-Wi-Fi einführt oder zu n Access Points migriert, dann steigen gleichzeitig auch die Anforderungen an Performance und Kapazität. In vielen Fällen reicht dann die Leistung der vorhandenen WLAN-Controller nicht mehr aus. Darum sind häufig bei einem derartigen Ausbau des WLAN größere oder zusätzliche Controller erforderlich. Insbesondere bei redundanter Auslegung der Controller kann das einen erheblichen Kostenaufwand bedeuten. Ein Beispiel kann das verdeutlichen: Eine Zweigstelle oder ein Filialgeschäft ist mit vier APs ausgestattet, die an einen Controller angeschlossen sind, der bis zu sechs APs unterstützen kann. Wenn an diesem Standort nun acht APs betrieben werden sollen, um die RF- Abdeckung zu erhöhen oder eine gestiegene Zahl von Geräten zu bedienen, so muss hier entweder der Controller ausgetauscht oder ein zusätzlicher Controller installiert werden. In Verbindung mit der Lizenzierung von Funktionen sowie des Installationsaufwandes würde dies kostentechnisch der Installation einer komplett neuen Wi-Fi-Infrastruktur gleichkommen. Überdimensionierung von Controller-Kapazitäten Vor dem Hintergrund einer zukünftigen Netzwerkerweiterung installieren Unternehmen oftmals größere Controller als gegenwärtig erforderlich. Auch wenn dieser Ansatz aus Sicht der Zukunftssicherheit effizient erscheint, so hat er doch eine negative Auswirkung auf die Investitionskosten der Lösung. Der Kostenaspekt dieses Szenarios steigt, wenn es sich um eine Installation mit vielen APs oder um ein Unternehmen mit vielen Zweigstellen handelt. Zudem ist die vorweggenommene Investition verloren, wenn es nicht zu der antizipierten Erweiterung des Netzwerkes kommt. Wirtschaftliche Vorteile der Cooperative Control WLAN Architektur Das Controller-lose Cooperative Control Konzept von SmartPath garantiert lineare und vorhersehbare Kosten, unabhängig von der Größe oder des Typs der Installation. Dadurch vereint es die Vorteile von autonomen APs hinsichtlich der Kapitalkosten und die technischen Vorzüge einer Controller-basierten Lösung mit zentralem Management. Protokolle kosten weniger als Controller Die Cooperative Control Protokolle von SmartPath funktionieren zwischen AP-Clustern, den sogenannten Hives. Sie übernehmen alle erforderlichen Aufgaben wie Layer-2/3-Roaming, koordiniertes RF-Management, Sicherheit, Load-Balancing, Mesh-Networking oder Hochverfügbarkeit. Bild 3 illustriert das Konzept des Ersatzes von Controllern durch Protokolle. 6

7 Cooperative Control: Protokolle sind frei Cooperative Control Protocols Bild 3: Protokolle anstatt Controller Zentralisiertes Management mit unübertroffener GUI und optionalem SaaS-Modell Zentralisierte Konfiguration, Überwachung und Berichterstattung werden durch die Management System Lösung von SmartPath bereitgestellt, dem sogenannten SmartPath EMS. Der SmartPath EMS ist mehr als das typische WNMS und verfügt über eine benutzerfreundliche Bedienerschnittstelle, bei der Funktionalität das vorangige Ziel ist. Die GUI wird fortwährend verfeinert um sich sich optimal an den Arbeitsprozessen eines Netzwerkadministrators auszurichten. Das SmartPath EMS, kann an jedem beliebigen Ort innerhalb des Netzwerkes installiert werden und ist für den laufenden Betrieb nicht unbedingt erforderlich. Der SmartPath EMS-CB ist eine gehostete Software-as-a-Service-Lösung (SaaS), bei der das SmartPath EMS in Cloud-Umgebungen über dreifach-redundante Rechenzentren hinweg eingesetzt wird. Als Alternative zur Installation von VPN-Appliances an jedem entfernten Standort sowie eines VPN-Konzentrators für Managementaufgaben in der Zentrale können APs einfach auf die IP-Adresse oder den Domain-Name des SmartPath Manager Online verlinkt werden. Dabei werden sie automatisch mit dem richtigen Anwenderaccount verbunden. Der SmartPath EMS-CB ist für jede Grössenordnung geeignet von kleinen Zweigstellen bis hin zu globalen Handelsketten. Der Einsatz wird insbesondere in mittleren oder verteilten Unternehmen sowie bei Managed- Service-Installationen empfohlen. Jeder Standort kann ein separater Hive sein und individuell per SmartPath EMS-CB verwaltet werden herunter bis zum einzelnen Anwender oder AP. Ziel des SmartPath EMS-CB ist es dem Anwender die Option zu bieten, von einem CAPEX- in Richtung auf ein OPEX-Modell zu wechseln. Mit dem SmartPath EMS-CB spart man sich die Anschaffuns- und Betriebskosten für das Managementsystem und zahlt dafür lediglich eine jährliche Gebühr. Lineare, planbare und skalierbare Kostenstruktur Die Preisstruktur der Cooperative Control Architektur garantiert lineare, planbare und skalierbare Kosten bei der Ausweitung der Funkabdeckung oder bei zusätzlich benötigter Kapazität. Organisationen können ihr WLAN durch das einfache Hinzufügen einer ausreichenden Zahl von SmartPath APs beliebig und ohne das kostspielige Stufenmodell der Controller-basierten Architektur erweitern von einzelnen Meeting-Räumen bis hin zu einem unternehmenskritischen Netzwerk mit vollständiger Abdeckung. 7

8 Mit einer Dual-Core CPU, viel RAM und bis zu zwei Gigabit-Ethernet-Ports sind die SmartPath APs mit Abstand die schnellsten APs auf dem Markt. Sie verfügen über mehr Leistung und Funktionalität als die führenden Controller-basierten Produkte, und dabei ermöglichen die Cooperative Control Protokolle den Verzicht auf Controller. Bei gleichem Preis wie Controller-basierte APs und den Verzicht auf die zusätzliche Hardware-, Planungs- und Betriebskosten der Controller ermöglicht die Cooperative Control Architektur ein konkurrenzloses ROI- und Kostenmodell im Vergleich zu Lösungen anderer Anbieter. Eingebaute Hochverfügbarkeit Die Kosten für redundante Systeme können einen erheblichen Einfluss auf die Gesamtkosten der WLAN-Lösung haben vor allem in großen oder verteilten Unternehmen mit vielen Zweigstellen. Die eingebaute zustandsabhängige Hochverfügbarkeit sowie Durch die zustandabhängige Mesh- Redundanz, schnelles und sicheres Roaming sowie die Path-Forwarding-Funktionen des SmartPath- Ansatzes schlägt dieser in Bezug auf Hochverfügbarkeit selbst die besten Cluster-Controller-Szenarien ohne Controller oder Lizenzgebühren. Im Zusammenspiel halten diese Features die Architektur selbst beim Ausfall mehrerer SmartPath APs oder eines Switches funktionsfähig. Grüner Faktor In heutigen Zeiten der steigenden Energiekosten und Umweltverantwortung spielt auch die Energieeffizienz einer Lösung eine grosse Rolle. Durch die steigende Bedeutung der WLAN Lösung als primäre Access Technologie muss auch immer mehr der Energiebedarf einer hardwarelastigen Controller-basierten WLAN Struktur mit der rein auf Protokollen basierten Cooparative Control Architektur verglichen werden. Die Inter-AP-Protokolle der SmartPath Lösung verbrauchen erheblich weniger Energie als hardware basierte Controller, insbesondere wenn diese redundant ausgelegt werden oder Zweigstellen mit abgedeckt werden müssen. Mit der SmartPath Lösung schützen Sie also die Umwelt, bei gleichzeitig niedrigeren Energiekosten. 8

9 Cooperative Control: Protokolle sind frei Installationsbeispiele Small Single Site - 10APs Kleine Lösung an einem Standort $ $ $5 000 Management Controller AP Die Controller-basierte Lösung beinhaltet einen 12-AP-Controller sowie zehn n APs, wobei das Management über das Web- Interface des Controllers bereitgestellt wird. Die SmartPath-Lösung beinhaltet zehn n SmartPath APs mit vollständig Policy-basiertem Management über den SmartPath EMS-CB. $ Controller-based SmartPath $ $ $ $ Single Site - 60APs Management Controller AP Mittlere Lösung an einem Standort Die Controller-basierte Lösung beinhaltet einen 100-AP-Controller sowie n APs, wobei das Management über das Web- Interface des Controllers bereitgestellt wird. Die redundante Controller-basierte Lösung besteht aus zwei 100-AP-Controllern sowie n APs, die über das Web-Interface des Controllers verwaltet werden. Die SmartPath- Lösung besteht aus n SmartPath APs mit vollständig Policy-basiertem Management über den SmartPath EMS. Lösung für verteilte Unternehmen $ $ $ $ $ Distributed Enterprise HQ=60APs + 5 Sites=10APs Management Controller AP Die Controller-basierte Lösung beinhaltet einen 100-AP-Controller sowie n APs in der Zentrale sowie je einen 12-AP- Controller und zehn APs in den Zweigstellen. Management wird mittels eines Wireless Network Management Systems (WNMS) bereitgestellt. Die redundante Controllerbasierte Lösung beinhaltet zwei 100-AP- Controller und n APs in der Zentrale sowie je einen 12-AP-Controller und zehn APs in jeder Zweigstelle. Das Management wird über das Wireless Network Management System (WNMS) bereitgestellt. Die SmartPath- Lösung besteht aus n SmartPath APs und zehn n SmartPath APs in jeder der fünf Zweigstellen. Das vollständig Policybasierte Management wird über den SmartPath EMS-CB (WNMS) bereitgestellt. 9

10 Zusammenfassung Die Cooperative Control Architektur von SmartPath bietet eine einfache, logische und kostengünstige Alternative für die Installation von WLAN-Infrastrukturen. Der SmartPath-Ansatz kombiniert eine lineare und planbare Kostenstruktur unabhängig von der Art oder der Grösse mit dem benutzerfreundlichsten und skalierbarsten WNMS auf dem Markt. SmartPath hat ein hochperformantes und funktionsreiches WLAN-Infrastruktursystem entwickelt, das die Betriebs- und Investitionskosten sowie die Komplexität der Installation und der Skalierbarkeit im Einklang mit den Anforderungen unternehmenskritischer Netzwerke signifikant reduziert. Mit Cooperative Control wird die ursprüngliche Intention der WiFi-Pioniere nun Wirklichkeit. Protokolle sind frei. 10

11 Black Box Tech Support: About Black Box Black Box provides an extensive range of networking and infrastructure products. You ll find everything from cabinets and racks and power and surge protection products to media converters and Ethernet switches.